摘要：为了响应铁路总公司文件精神、落实太原局集团有限公司供电部关于深化供电系统修程修制改革的方案，同时面临着职工退休、新线开通、人员不足和节支降耗等实际问题，大同西供电段经过2年的探索，深化改革，扎实推进，逐渐形成了适应新形式下铁路供电系统管理模式。通过兼并车间、调整班组人员，扩大车间管辖范围，优化人员机构，充分运用铁路供电安全检测监测系统（6C系统），实行专业化精细化设备管理，保证生产运输任务稳定。
关键词：铁路供电安全检测监测；投入建设；创新应用
引言
近十几年来，我国将发展高速铁路确定为国家发展的重要战略之一，并对高速铁路发展进行了大力支持，这使我国高速铁路进入了一个高速发展的时期，与列车相关的各项技术水平都跨入了世界前列。而与高铁迅猛发展不相匹配的是高铁机车的故障检测方法及能力相对滞后，没有得到显著提高。目前，高铁机车的各部件检测是通过停车检修方式实现的。这种检修方法耗费庞大的人力物力，在检修前无法对故障进行预估和定位。因此，本文引入了列车走行部参数估计方法。
1列车模型的搭建
对于一部列车而言，其前后2个转向架的构造完全相同，在研究中可只考虑其中1个转向架的运动情况，即可在只考虑半部列车的横向运动的情况下进行研究。在列车模型搭建中，将半部列车的走行部中与横向运动无关的部件去除，只留下与横向运动相关的部件，并视其为理想化部件，即可得到半部列车的走行部简化物理模型，如图1所示。
图1中，列车走行部的简化物理模型上共放置了5个传感器，分别为前轮对上的横向加速度传感器A1，后轮对上的横向加速度传感器A2，转向架上的横向加速度传感器Ab，车体上的横向加速度传感器Abd以及转向架上的陀螺仪Gb。由此可以得到前后轮对、转向架和车体的横向加速度以及转向架的摇头角速度。根据牛顿第二定律等动力学理论，对图1所示的物理模型进行动力学分析，可得到动力学微分方程组为2
式中，状态量yw1为主动轮横向位移，w1为主动轮摇头偏转角，yw2为从动轮横向位移，w2为从动轮摇头偏转角，yb为转向架横向位移，b为转向架摇头偏转角，ybd为车身横向位移，yt1为主动轮横向轨道位移；yt2为从动轮横向轨道位移；参数量mbd为车体质量，mw为轮对质量，Iw为轮对转动惯量，mb为转向架质量，Ib为转向架转动惯量，Ky为一次悬挂横向刚度，K为一次悬挂转向刚度，Kyb为二次悬挂横向刚度，Cyb为二次悬挂横向阻尼，Cb为抗蛇行减振器阻尼，a0为轮间距，l0为半规值，r0为车轮半径，f11为纵向抗蠕变系数，f22为横向抗蠕变系数，为踏面锥度。
2简介铁路供电安全检测监测系统
大同西供电段始终坚持“预防为主、重检慎修”的接触网运行维修方针，按照“定期检测、状态维修、寿命管理”的原则，遵循专业化、机械化、集约化维修方式，充分发挥大数据平台作用，依靠铁路供电安全检测监测（6C系统）等手段，建立资源共享平台，实行“运行、检测、维修”分开和集中修组织模式，确保接触网运行安全稳定。铁路供电安全检测监测系统（6C系统）包括：弓网综合检测装置（1C）、接触网安全巡检装置（2C）、车载接触网运行状态检测装置（3C）、接触悬挂状态检测监测装置（4C）、受电弓滑板监测装置（5C）和接触网供电设备地面监测装置（6C）等部分。
3拓展6c系统功能
经过不断的完善、运用铁路供电安全检测监测系统（6c系统）发现、解决一批典型问题，同时拓展6c系统功能，如利用3c装置发现拉出值超标；综合6c数据确定故障地点；将4c数据作为修前调查依据,实现定向精准检修；针对鸟窝、防洪、高温组织2c专项添乘等。例如：2018年3月9日17时54分，湖东机务段反映机车打弓。6C分析人员通过5C、3C、2C综合分析，确认为迁安北站至卢龙北站上行313号（565.763km）转换柱处非工作支抬高不够，前后用时20min，即确定了缺陷地点。2018年4年2日分析3C报警发现，大秦线上行22km764m处拉出值700mm，严重超标，经确认缺陷点为湖东二场20道2094号，立即安排湖东供电运行工区直接奔赴异常处所进行处置，防止一起站场内严重弓网故障事件的发生。2018年进入鸟害多发期以来，段供电技术科隔天安排一次2C添乘，微信群及时公布鸟窝位置，通知车间处理。今年以来，2C添乘累计发现鸟窝3331个，极大地减轻了车间专项巡视力度。
3应用效果
经过修程修制改革后的运行检验，立足“优化配置、减负增效”的基本思路，依靠6C系统的深化应用，对人员车辆使用进行集约整合，降低安全风险和劳动强度，提升检测效率和企业效益。一是减少上道风险。通过1C取代人工上线测量，1C、4C图像对比分析替代3C报警现场复核，最大限度减少人员上道次数。大秦线人工覆盖测量一次，需要沿线20个班组13d连续上线才能完成，且人员上道高达1555人次，而使用1C检测分析2人2天就可全部完成。利用作业车4C监测桥梁、隧道来逐步代替步行巡视，解决大秦线隧道光线差巡视质量不高、长大桥梁步行板老化人员易坠落、车流密度大易造成人身伤害等一系列难题，减少了步行巡视带来的人身安全风险和煤尘污染侵袭，改善了作业环境，提高了安全效益。二是减少人员车辆使用。传统接触网设备巡视主要依靠人工步行巡视完成，特别是雨、雪、风、高温天气，季节性鸟窝增多等情况，非常规专项巡视次数增多，职工工作量增加，对其他设备的有效巡视相对减少。使用2C装置，按照段统一安排的检测添乘计划，综合考虑线别、季节性特点、设备运行现状等因素进行添乘巡视，大大缩减了人工巡视频次，提升了检测效率。目前，除部分支线及站线外，均可实现2C周期添乘巡视，在满足巡视要求的前提下，全段每月人工巡视次数降低75%，减少4635人次。特别是在恶劣天气下，更是体现出“说走就走”的工作便捷。利用4C，2d可完成大秦线全部54座隧道的数据分析，与传统巡视相比，节约出巡人员795人次、车辆162辆次，最大限度消除了车辆在山路上行驶带来的交通安全隐患。同时，按照1次巡视汽车平均行驶40km油耗计算，每月此项节约支出约1.5万元，达到了节支降耗的效果。
结语
本文构建了高速列车走行部的简单模型，并利用粒子滤波器对列车的关键参数在正常和故障2种工况下进行了估计，可以得到以下结论：（1）使用粒子滤波器对列车走形部简化模型进行参数估计是可行的，可得到较为准确的结果。（2）列车在故障工况下对粒子滤波器的滤波结果基本没有影响。
参考文献
[1]LiP,GoodallR,KadirkamanathanV.EstimationofparametersinalinearstatespacemodelusingaRao-Blackwellisedparticlefilter[J].IEEProceedings-ControlTheoryandApplications,2004,151(6):727-738.
[2]LiP,GoodallR,KadirkamanathanV.Parameterestimationofrailwayvehicledynamicmodelusingrao-blackwellisedparticlefilter[C]//EuropeanControlConference.IEEE,2003.
论文作者:王丽萍
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第06期
论文发表时间:2019/7/31
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